Загадка арктических взрывов: как работает физика «рассола»
В массовом сознании Арктика часто предстает безжизненной ледяной пустыней, застывшей в вечном покое. Однако реальность гораздо динамичнее: под влиянием теплых циклонов, течения северных рек и незаходящего полярного солнца ледяной покров постоянно трансформируется. Он намерзает, движется, тает и вновь смыкается, порождая порой по-настоящему удивительные явления. Одно из самых необычных — спонтанно взрывающиеся лужи.
Этот феномен встречается редко, но выглядит эффектно: на идеально ровной поверхности льда внезапно образуется воронка, напоминающая след от мощной петарды. Поскольку единственными свидетелями этого могут быть лишь белые медведи или тюлени, долгое время природа таких микровзрывов оставалась загадкой для широкой публики.
Секрет морского льда: вытеснение соли
Чтобы понять механику процесса, нужно вспомнить уникальное свойство морской воды. Дело в том, что кристаллический лед по своей природе пресный. В процессе замерзания вода буквально «выталкивает» любые примеси, включая соли, из своей структуры. Вы можете убедиться в этом сами, поставив контейнер с соленой водой в морозильную камеру: вы получите чистый лед и небольшое количество чрезвычайно холодного и концентрированного рассола.
В естественных условиях при экстремально низких температурах этот рассол остается жидким, сохраняясь в виде крошечных полостей или канальцев между ледяными зернами. Чем сильнее мороз, тем выше концентрация соли в этих остаточных каплях жидкости.
Физика взрыва под ледяным куполом
Рассмотрим сценарий возникновения взрыва. Представьте солнечный арктический день: на поверхности льдины образуется небольшое углубление, заполненное морской водой. С приходом холодного фронта, когда температура может резко упасть до –50°C, лужа начинает стремительно промерзать. Замерзание идет сверху вниз, формируя прочную ледяную «крышку».
Оказавшись в ловушке, остатки воды продолжают замерзать, а концентрация солей в них растет. Здесь в игру вступает фундаментальный закон физики: при переходе в твердое состояние вода увеличивается в объеме. В замкнутом пространстве под ледяным панцирем создается колоссальное избыточное давление. Поскольку рассол практически несжимаем, а пресный лед вокруг крайне тверд, внутреннее напряжение достигает критической точки. В определенный момент ледяная корка не выдерживает и происходит резкая декомпрессия — настоящий взрыв.
Для возникновения этого эффекта требуется редкое стечение обстоятельств: специфическая форма лужи и резкий температурный перепад. Именно поэтому «взрывающийся рассол» остается одним из самых малоизученных и романтичных мифов Заполярья, который, тем не менее, имеет под собой строгую научную базу.
Текст подготовлен по материалам Катерины Беклемышевой
Оригинал публикации доступен по ссылке.
